物聯網應用技術專業數據庫課程教學探討

張競丹，王 樂

（深圳信息職業技術學院信息與通信學院，廣東 深圳 518172）

物聯網是繼計算機、互聯網和移動通信之后的又一次信息產業革命。目前，物聯網已被正式列為國家重點發展的戰略性新興產業之一。物聯網產業的迅速發展，使得相關產業人才呈現供不應求的態勢[1-2]。為促進物聯網產業持續、健康、快速地發展，迅速建立物聯網人才培養體系、加快物聯網人才培養步伐，各高職院校相繼開設了物聯網應用技術專業，以服務地方經濟發展需要。

物聯網設備應用廣泛，數據產生速度快、數據量大，需要更加有效的手段對數據進行存儲、組織，并提供便捷的查詢。數據庫技術已成為物聯網應用技術的重要支撐和基礎。高職院校物聯網應用技術專業開設數據庫課程，要求學生能夠根據物聯網應用系統中的實際問題實現數據庫的設計、創建、維護、檢索等，具備物聯網應用系統數據庫管理的基本能力[3]。

1 課程教學現狀及存在的問題

深圳信息職業技術學院物聯網應用技術專業開設《SQL Server數據庫技術》課程，教學中主要學習和借鑒計算機、軟件技術等專業數據庫課程方面的教學研究成果[4-7]。基于開課兩年來的教學總結，以及對課堂教學、項目實踐、考試情況的現狀分析，歸納影響物聯網應用技術專業數據庫課程教學效果并亟待解決的問題如下。

（1）課程內容設計缺乏總體性

在課程內容、實驗設計上多是對某一知識點的具體應用，不能平衡總體知識目標，難以按照企業、行業崗位需求設計和優化課程內容。學生通過學習僅僅掌握了數據庫基礎知識，卻無法有效地利用知識解決和處理實際問題。

（2）教學方法單一，無法吸引學生學習

數據庫課程理論知識難度較大，需要儲備一定的數據結構、離散數學、操作系統等課程的相關知識。與計算機、軟件技術等專業不同，高職專科物聯網應用技術專業沒有開設上述課程，學生在相關的知識儲備上存在不足。

課堂教學中，教師以“照本宣科”的形式講授理論性強、難度大的數據庫理論知識，教學方法形式單一、教學過程枯燥無味，難以吸引和調動學生。理論教學后的實驗實踐中，缺少對理論知識的理解，學生只能學會教師指導的一個或幾個實驗，而無法做到對知識的舉一反三、靈活運用。

（3）案例項目設計不能突出專業特色

物聯網應用技術專業數據庫課程的教材、課程設計主要參考計算機、軟件技術專業的相關資源，教學實踐案例多采用“學生選課系統”。雖然此案例學生較為熟悉、便于理解，但是在案例設計、項目選取等方面都沒有突出物聯網應用技術專業特色，不能切合物聯網行業發展需求。

（4）教學形式單一，缺少課前課后的自主學習

以課堂教學為主的教學形式，教師課堂口頭布置課前預習和課后復習內容。高職學生學習主動性略顯不足，教師缺乏對課前課后任務的監督，大部分學生無法自主完成預習和復習任務。

（5）考核方式應試化，無法衡量學生真實能力

考核是對學生學習效果的檢驗方式，是激發學生積極、認真學習的手段之一。以筆試為主的傳統考核方式，形式較為“應試化”。學生在臨近考試時，突擊復習書本上的學習內容，以此應付通過考試。數據庫課程的學習方式枯燥、缺乏實踐應用性，學生在整個過程中僅僅機械地記憶了部分理論知識，而且這種機械性的記憶在考試后很容易忘記。

筆試的考核方式無法準確衡量每個學生的真實水平，難以反映學生在實踐中的數據庫技術水平。無法更好地激發學生在實踐中鍛煉自身的動手能力和分析、處理實際問題的能力，不能更好地契合人才培養目標。

2 課程教學改革探索

為滿足物聯網行業、企業對應用型人才的需求，深化高職教育教學改革，解決當下教學實踐中出現的問題，嘗試在數據庫課程教學中積極擴展教學思路、完善教學內容和教學設計，提高人才培養質量。

2.1 重構課程內容與課程設計

課程內容是數據庫知識和技能的載體，是課程建設的核心；課程設計以物聯網企業需求為驅動，選取物聯網應用系統數據庫建設項目為課程案例，提高學生運用所學知識和技能解決復雜實際問題的能力。教學實踐中以案例項目重構數據庫課程內容與實驗實踐，突出教學與實踐內容的整體性。

教學中按照行業、企業崗位需求設計并優化課程內容，將數據庫理論內容按照案例分析與實踐過程進行分塊，如“物聯網智慧城市數據庫系統”需求分析、抽象數據庫系統的概念模型、繪制E-R圖、將E-R圖轉換為關系模型、運用規范化理論對關系模型進行優化設計、完成整個數據庫的設計方案并以SQL語言實現數據庫系統等多模塊內容。講授的理論內容是分塊的，實踐案例的過程是整體的，案例貫穿整個課程的教學過程，將零散的理論知識點與實踐技能訓練串連起來，強化了數據庫技術學習的系統性與完整性。

案例教學以提升職業能力為導向，通過理論聯系實際、增強學生學習興趣、啟發學生動腦思考，提高學生們團隊合作共同分析、解決實際問題的能力，增強學生數據庫工程項目經驗。學生們在學中做、做中學，更突出綜合職業素養和職業核心能力的培養。

2.2 以啟發式教學吸引學生

孔子曰“不憤不啟，不悱不發”。啟發式教學將學生的關注點引入到問題的焦點上，讓學生主動思考、激發其學習知識的欲望，同時提高學生分析問題和解決問題的能力。

數據庫課程教學中將以教師為主體的單一講授方式，轉換為以學生為中心的啟發式教學方式。在設計表中各屬性列的數據類型時，盡管物聯網專業的學生缺乏數據結構課程的相關基礎知識儲備，可以啟發學生結合C語言課程中有關數據類型的知識主動思考與分析，并針對學生的分析結果進行點評。例如，確定溫度傳感器編號的數據類型時，學生可能采用整型或定長的字符串類型進行描述，教師點評可以針對這兩種數據類型進行比較和分析，闡明它們在實際的應用中的優缺點，加深學生的記憶與理解。在講解并發調度時，采用圖表的形式增加形象性和直觀性，即使學生缺少操作系統中的基礎知識，也能了解事務調度的本質。并引導和啟發學生思索并發調度中出現數據不一致的情況，由學生主動分析原因、思考解決問題的方法。學生在啟發式教學和主動思考后對理論知識的理解會更加深刻，增加堅持學習數據庫技術的動力。

2.3 設計符合專業特色的教學案例、項目

職業教育是“職業”與“教育”的結合，教育為職業提供人才，職業為教育提供方向。物聯網專業數據庫課程以培養物聯網企業崗位需求的應用型人才為目標，教學案例、項目的選取與設計都要突出物聯網專業特色。

在案例項目選取上，教師和企業數據庫工程師積極交流，由企業提供物聯網應用系統中的數據庫系統案例，并根據教學的實際需要進行精簡和改進。與國內物聯網龍頭企業——新大陸數字技術股份有限公司開展校企合作，并購置了“物聯網智慧城市物聯網系統”用于實踐教學。數據庫課程以“物聯網智慧城市數據庫系統”為教學案例，學生對此系統較為熟悉，有利于學習數據庫的各種技術。項目實踐與物聯網專業實際應用相結合，突出職業特色，加強對學生職業核心能力的培養。

2.4 以線上線下混合式教學提高教學效果

“互聯網+”時代的到來，大大改變了學生的學習環境、方式和習慣。建設數據庫課程的網絡課程，拓展課余時間的線上學習，有利于學生更好地開展“課前預習”“課后復習”等活動[8,9]。

以“邊建設邊使用”的方式，在職教云平臺建設《SQL Server數據庫技術》課程的網絡課程，并在課程教學中使用。目前，已建設課程總體設計、單元設計、授課計劃、電子課件、課程微視頻、練習題目等網絡資源。課前，教師發布電子課件、視頻資源引導學生提前對學習內容進行預習，并反饋預習中的難點；課堂教學中，教師借助網絡平臺完成學生簽到、開展教學互動，重點講解和處理學生預習中遇到的難點，開展實操練習；課后，教師通過網絡課程發布作業任務并收集學生的作業。

網絡平臺為教師和學生提供了更多的交流方式，學生不僅通過線上平臺獲取資源，還可以與教師互動探討學習問題、交流數據庫技術的新方向、新進展，實現對線下教學的補充和完善。既調動了學生的學習興趣，又促進教師自我學習、自我反思、自我提升，師生共同提高教學效果。網絡課程為學生搭建了自主學習平臺，培養了學生的自主學習能力，奠定了其終身學習的基礎[10]。

2.5 以任務驅動強化學生自學能力

“任務驅動”是一種建立在建構主義教學理論基礎上的教學法。教師為學生設計在課后完成的數據庫系統任務，學生在教師的幫助下緊緊圍繞這個新的任務，進行自主探索和互動協作的學習。在這個過程中，學生不斷地獲得成就感，更大地激發出求知欲望，逐步形成一個感知心智活動的良性循環，從而培養出獨立探索、勇于開拓進取的自學能力。

在任務設計上，選取物聯網應用系統中的數據庫管理項目，例如“血站冰柜管理數據庫系統”“倉儲監測數據庫系統”“農場環境管理數據庫系統”“食品廠運輸管理數據庫系統”等。根據任務的難易程度，將學生進行分組，每組2至4人共同完成一個任務。每個小組通過自主學習、相互協作的方式，根據課程教學進度完成任務的相應部分，在課程結束時完成整個任務。

為了督促和監督學生小組任務的完成進度、保障任務完成的質量，在每個教學單元完成后，教師抽出部分課堂時間組織學生小組匯報其數據庫系統任務階段性完成情況，其他學生和教師針對匯報情況進行討論、提出合理化建議，學生小組整理教師和學生們的建議對系統進行改進和完善。整個任務完成后，學生小組在努力協作后體驗到了成就感、增強了學習自信心、更收獲了友誼、強化了團隊精神，為今后走上工作崗位奠定堅實的基礎。

2.6 以實踐能力評價學生的成績

科學、規范的學生成績評定是教學工作的重要環節，不僅對學生的學習具有良好的導向作用，對教學工作也有積極的推動作用。數據庫課程以培養物聯網企業崗位需求的應用型人才為目標，學生成績要真實地反映學生以數據庫技術解決實際問題的能力。

成績考核分為四個部分，包括考勤20%，課堂項目實驗成績20%，課后小組項目任務成績20%，以及期末考試成績40%。其中，期末考試以數據庫項目實踐為考試內容，重點考核學生的數據庫技術實踐能力。

考試題目中數據庫項目與課程教學中的案例項目在考查的知識點上相近。例如，課程教學中以“物聯網智慧城市數據庫系統”為案例，考試項目同樣選擇學生較為熟悉的系統，比如“基于物聯網的圖書館數據庫系統”“智能超市數據庫管理系統”等。為了更全面地考查學生的成績，考試中可以將數據庫設計和SQL語言實現數據庫系統分為兩個不同的項目，避免學生因為數據庫設計的失誤影響整體成績。例如，考查數據庫設計的項目為“基于物聯網的圖書館數據庫系統”的需求分析，繪制E-R圖并轉換為關系模型；考查SQL語言實現數據庫系統的部分設計為“智能超市數據庫管理系統”，由學生獨立完成數據庫的創建、表的創建、視圖、索引和存儲過程的創建，并按照查詢要求完成相關查詢問題。考核過程重點關注學生利用所學的數據庫技術知識解決實際問題的能力，更符合以能力為本位的人才培養目標。

3 結語

隨著信息技術和物聯網產業的快速發展，數據庫課程的教學需要與時俱進、不斷改革創新。面對高職物聯網應用技術專業數據庫課程教學中遇到的問題和挑戰，從數據庫課程教學內容、教學方法、教學模式以及考核方式等多方面進行探討和改進，提高學生的學習效果、提升創新能力，同時提升教師的職業素養和教學水平。

后續將繼續深化與完善課程建設，豐富課程教學形式，提高課程教學實效。進一步完善課程的網絡資源，尤其是實操課程的視頻錄制，并加大在教學中的使用力度。加強與物聯網企業合作，開發物聯網應用系統中的數據庫系統案例。研究與實驗國產數據庫，并循序漸進地引入教學中。